Равновесие в системе жидкость-пар

Программы, обеспечивающие расчет констант фазового равновесия в системе жидкость—пар, позволяют рассчитать значения констант со средней погрешностью +(5 —10)% (методики описаны в [7]) для следующих систем [c.17]

Чтобы описывать равновесие в системе жидкость — пар, т. е. возможность сосуществования двух фаз с различными плотностями при одинаковых давлении р и температуре Г, уравнение состояния (р, V, Т) = О должно иметь два действительных корня V в некоторой области значений р ж Т (см. гл. 7). Следовательно, в качестве независимых переменных удобнее использовать Т, V, нежели Т, р, поэтому мы разобьем р (а не у) на конфигурационную и трансляционную части. Таким образом, назовем величины [c.166]

Равновесие в системах жидкость-пар. .101 [c.3]

РАВНОВЕСИЕ В СИСТЕМАХ ЖИДКОСТЬ ПАР [c.101]

Диаграммы рис. 48 и 54 могут быть описаны уравнением Ван-дер-Ваальса. К двухфазной бинарной системе твердое тело — жидкость применимы законы, аналогичные тем, которые были установлены в общем виде Д. П. Коноваловым для равновесий бинарной системы жидкость — пар. [c.220]

Мы рассмотрели условия устойчивости (7.66) —(7.70) однородной системы по отношению к непрерывным изменениям состояния. В гетерогенных системах имеет место случай так называемого безразличного равновесия. Так, для однокомпонентной двухфазной системы жидкость — пар во всей области сосуществования фаз выполняется равенство [c.164]

Экспериментальные исследования показывают, что для системы жидкость — пар существует критическое состояние, в котором различие между обеими фазами исчезает. На рис. 2-1 это состояние — критическая точка — обозначено точкой К- В этой точке заканчивается кривая парообразования при более высоких давлениях или температуре понятия жидкость и пар лишены смысла. Для кривой плавления критическая точка не обнаружена, несмотря на то, что для ряда веществ равновесия твердое тело — жидкость изучались до давлений в сотни килобар. [c.33]

Рассмотрим вначале равновесие системы жидкость — пар. В соответствии с принятыми обозначениями свойства, относящиеся к жидкости, будем обозначать индексом 1, к пару — 2. Тогда уравнение Клапейрона — Клаузиуса (2-33) запишется в виде [c.38]

На основе проведенного рассмотрения можно сформулировать основные особенности фазового равновесия и фазового перехода в идеальной бинарной системе жидкость — пар. [c.198]

При сопоставлении свойств веществ на линии фазового равновесия системы жидкость—пар участвует лишь один независимый параметр. Выберем в качестве этого параметра отношение р/р, где р = а р, причем значение а должно быть одно и то же для всех сравниваемых веществ. Тогда для данного физического свойства х справедливо соотношение [c.414]

В книге излагаются общие положения термодинамики системы жидкость—пар и их приложения к различным случаям адиабатических и неадиабатических одномерных течений термодинамически равновесной парожидкостной среды. Рассматриваются условия возникновения кризиса течения и даются зависимости для определения критической скорости, предельных расходов и соотношения термических параметров. Разбираются некоторые случаи нестационарного движения и течения в условиях нарушенного фазового равновесия системы. [c.2]

В состоянии равновесия капли жидкости приобретают форму шара, так как этой форме отвечает минимум термодинамического потенциала системы жидкость—пар [Л.301. Формула Лапласа, приложенная к шарообразной капле, имеет следующий вид [c.38]

Кривая равновесия гетерогенной однокомпонентной системы жидкость — пар в координатах Р, Т (рис. 36), как мы видели выше, определяется уравнением Клапейрона—Клаузиуса (47,6) [c.185]

Термодинамическое условие равновесия системы жидкость—пар в критическом состоянии [c.188]

В случае равновесия системы жидкость — пар кривая FAG наз, кривой конденсации, а F G — кривой кипения. В случае равновесия твёрдой и жидкой фаз кривая FAG иаа. кривой ликвидуса, а F G — кривой солидуса. [c.288]

Для условий же невесомости член dL в уравнении (2-24) отсутствует, и состояние равновесия жидкости в условиях невесомости будет определяться минимумом свободной энергии системы жидкость—пар —стенки сосуда. Понятно, что с наступлением невесомости исходное (горизонтальное) положение жидкости в сосуде в общем случае не соответствует условию минимума свободной энергии и, следовательно, не является положением равновесия. Поэтому в рассматриваемой изотермической системе будет протекать самопроизвольный процесс, ведущий к уменьшению свободной энергии (понятно, что при этом будет меняться положение центра масс системы ). Рассмотрим этот процесс. Прежде всего, следует подчеркнуть, что, как было показано выше, для случая О<0<18О° положение, когда сферическая поверхность жидкости пересекается со стенкой сосуда, соответствует минимуму свободной энергии данной системы Следовательно, для этого случая (0< 9<180°) положение, когда одна фаза целиком располагается внутри другой, соответствует значению свободной энергии большему, чем F (но, разумеется, меньшему, чем исходное значение свободной энергии системы при плоской поверхности раздела фаз — иначе положение поверхности раздела оставалось бы неизменным) . Обозначим величину свободной энергии системы в исходном состоянии, когда поверхность раздела фаз горизонтальна, через исх. а величину свободной энергии системы в промежуточ- [c.182]

Основы теории процессов испарения систематически изложены в монографии [13]. В соответствии с правилом фаз Гиббса для системы жидкость — пар при полной взаимной растворимости в жидком состоянии число степеней свободы равно числу независимых компонентов, которое, в свою очередь, равно разности между числом компонентов молекулярных форм, существующих в системе, и числом независимых обратимых реакций. Это накладывает определенные ограничения на равновесие, например, в однокомпонентной системе температура и давление не могут меняться произвольно вне зависимости одно от другого, что определяет моновариантное равновесие. [c.63]

Процесс плавления характеризует равновесие в системе твердая фаза — жидкость. Температура, при которой твердая фаза находится в равновесии с жидкостью, называется температурой или точкой плавления твердого вещества. Следовательно, кривая, характеризующая равновесное состояние системы твердое тело — пар, отражает изменение температуры плавления в зависимости от давления. [c.45]

С помощью правила фаз определяются условия равновесия для любой гетерогенной системы. Но оно не позволяет предсказать направление развития системы при изменении внешних условий. Влияние различных факторов на равновесную систему определяет принцип Ле Шателье если систему, находящуюся в равновесии, подвергнуть внешнему воздействию, то в системе возникает процесс, который стремится противодействовать этому воздействию. Подведение тепла в систему жидкость — пар вызовет процесс, сопровождающийся поглощением тепла, т. е. испарение. При этом жидкость будет переходить в пар и давление увеличится. Следовательно, с повышением температуры давление пара возрастает. [c.47]

Мы вывели уравнение Клапейрона для системы жидкость — пар, но его можно применить и к какому-либо другому изменению состояния вещества. Применим, например, уравнение Клапейрона к плавлению твердых тел. Твердое тело, находящееся при данном давлении, плавится при строго определенной температуре, которая изменяется с давлением, приложенным к твердому телу. Отсюда для системы твердое тело — жидкость давление, при котором могут сосуществовать в равновесии твердое и жидкое состояния, является функцией только температуры. Теперь исполь-зуем уравнение (94) для того, чтобы подсчитать производную этой функции. Величины X, и Уг в данном случае представляют соответственно теплоту плавления и удельные объемы твердого и жидкого состояний. [c.64]

Состояние равновесия системы жидкость— пар, как известно, описывается уравнением Клапейрона— Клаузиуса и на диаграмме (рис. 49) изображается кривой испарения АК. Конечная точка этой кривой К является критической, здесь происходит полное превращение жидкости в пар выше нее вещество может находиться только в парообразном состоянии. Как было установлено Д. И. Менделеевым на основании многочисленных опытов, превращение жидкости в пар в критической точке происходит без поглощения или выделения тепла, т. е. Я=0. Следовательно, [c.215]

В 2 описан простой эксперимент по измерению коэффициента разделения и приведены экспериментальные данные по равновесию системы жидкость — пар для аргона. В 3 экспериментальное значение ( 41) сравнивается с величиной 7 41), во-первых, рассчитанной с помощью потенциалов и функций распределения, [c.208]

Равновесие системы жидкость — пар. Состав жидкости и пара удобнее всего выражать в молярных долях. Молярная кон- [c.33]

Проблема определения условий равновесия пар — жидкость для смесей основана на том критерии, что фугитивность данного, компонента должна быть одной и той же для каждой фазы. Для решения этой проблемы необходимо знать температуру, давление и состав для каждой фазы в системе. [c.273]

Физические основы процесса. Статика процесса. В условиях равновесия давление паров и температура твердого вещества находятся в однозначном соответствии. Связь между давлением и температурой фазового перехода определяется по диаграмме состояния (рис. 5.4.1). Кривые фазового равновесия мевду всеми тремя фазами в координатах температура - давление делят диаграмму на три смежные области область твердого, жидкого и газообразного состояния вещества, пересекаясь в п ойной точке В. В этой точке одновременно сосуществуют все три фазы (твердая, жидкая и парообразная). Линия 2 является геометрическим местом точек, отвечающих таким величинам температуры и давления паров, при которых находятся в равновесии твердое тело и пар. Линия 3 соответствует равновесию в системе жидкость - пар, линия I - равновесию в системе твердое тело - жидкость. Линия 4 соответствует метастабильным состояниям равновесия, характерным для некоторых веществ. В этом случае жидкая фаза может существовать при давлении более низком, чем давление тройной точки. Кривая 2 равновесия твердая фаза - пар позволяет определять параметры, при которых возможны процессы сублимации и десублимации. [c.551]

Две сосуществующие фазы при изменении параметров состояния приходят в равновесие. Однокомпонентные системы жидкость—пар имеют одну критич. точку, выше к-рой невозможно сконденсировать пар (см. рис. в ст. Кипение). Кривые, на к-рых расположены сосуществующие фазы жидкости и пара, наз. кривыми сосуществования, или бинодалями. На каждой изотерме p(V) между минимумом и максимумом расположены нестабильные состояния кривая, соединяющая минимумы и максимумы и ограничивающая нестабильную область, наз. спинодалью. Область между спинодалью и бинодалью соответствует только. метастабилъным состояниям, т. е. перегретой жидкости или пересыщенному пару. [c.409]

В случае, когда в смеси присутствуют два адсорбтива, равновесие аналогично бинарным смесям в системе жидкость-пар представляется графически в координатах у-х. Если составы фаз выражаются в молярных долях менее сорбирующегося компонента (по аналогии с перегонкой более летучего ), кривые адсорбционного равновесия располагаются вьппе диагонали (рис. 20-2), а их кривизна отражается величиной а, определяемой по выражению (20.8). Как видно из рис. 20-2, при увеличении температуры коэффициент разделения а уменьшается. Аналогичное действие на а оказывает увеличение давления. [c.194]

Для Ф. п. II рода характерно отсутствие скачков плотности в-ва, концентрации компонентов, теплоты перехода. Но точно такая же картина наблюдается и в критич. точке на кривой Ф. п. I рода (см. Критические явления). Сходство оказывается очень глубоким. Ок. критич. точки состояние в-ва можно характеризовать величиной, играющей роль параметра порядка. Напр., в случае критич. точки на кривой равновесия жидкость—пар — это отклонение плотности от ср. значения. При движении по критич. изохоре со стороны высоких темп-р газ однороден, и отклонение плотности от среднего значения равно нулю. Ниже критической температуры в-во расслаивается на две фазы, в каждой из к-рых отклонение плотности от критической не равно нулю. Поскольку вблизи точки Ф. п. II рода фазы мало отличаются друг от друга, возмояшо образование зародышей большого размера одной фазы в другой фазе [флуктуация), точно так же, как вблизи критич. точки. С этим связаны многие критич. явления при Ф. п. II рода бесконечный рост магнитной восприимчивости ферромагнетиков и диэлектрической во с приимчивос ти сегнетоэлектриков (аналогом явл. рост сжимаемости вблизи критич. точки жидкость—пар), бесконечный рост теплоёмкости, аномальное рассеяние эл.-магн. волн [световых в системе жидкость—пар (см. Опалесценция критическая), рентгеновских в ТВ. телах], нейтронов в ферромагнетиках. Существенно меняются и динамич. явления, что связано с очень медленным рассасыванием образовавшихся флуктуаций. Напр., вблизи критич. точки жидкость—пар сужается линия рэлеевского рассеяния света, вблизи Кюри точки ферромагнетиков и Нееля точки антиферромагнетиков замедляется спиновая диффузия (происходящее по законам диффузии распространение избыточной намагниченности) и т. д. Ср. размер флуктуаций (радиус корреляций) Я растёт по мере приближения к точке Ф. п. II рода и становится в этой точке бесконечно большим. [c.801]

Что же касается давлений в фазах, то, так как теперь на границе учитываются силы поверхностного натяжения, равновесие между фазами наступает, вообще говоря, при разных давлениях в фазах. Найдем это условие механического равновесия в системе из двух фаз жидкость ( ) и пар ("), исходя из минимума свободной энергии при onst и F= onst. [c.224]

Соотношение Рашбрука связывает критические показатели основных термодинамических величин в докритической области. Метод термодинамической устойчивости позволяет найти соотношение для критических показателей и в закритической области. С этой целью, учитывая, что линия равновесия фаз (бинодаль) кончается в критической точке, введем показатель ц (вместо р), определяющий сингулярность термического расширения (дУ/дТ)р х (для системы жидкость — пар) или магнитокалорического эффекта (5У/ЗГ)д т (для магнетика). Тогда для закритической области получаем соотношение [c.252]

В этом разделе дан вьшод дифференциальных уравнений, выражающих условия термодинамического равновесия в двухфаз-иых системах. Эти уравнения представляют собой строгие следствия основных законов термодинамики и имеют весьма общий характер. Они применимы к рассмотрению условий равновесия в любых двухфазных системах (жидкость—пар, жидкость—твердая фаза, жидкость—жидкость и т. д.). Для простоты ограничимся случаем двухкомпонентной двухфазной системы. [c.130]

Уравнения (4-33) — (4-37) имеет смысл привлекать к расчету процесса, начиная от тех сечений канала, в которых возникает интенсивное образование устойчивых зародышей, сопровождающееся заметным выпадением конденсата, и кончая местом, где завершается скачок конденсации и система жидкость—пар переходит в термодинамически равновесное состояние. С момента восстановления термодинамического равновесия в потоке перестают быть действительными уравнения (4-36), (4-36 ), а также выражения для определения скорости зародышеобразования, относящиеся к явлениям, происходящим в перенасыщенном паре. Уравнения же (4-33) — (4-35) без дополнительных связей, характеризующих междуфазовый обмен массой, не образуют замкнутой системы. В условиях фазового равновесия и совпадения скоростей паровой и конденсированной составляющих потока можно парожидкостную среду рассматривать как единую систему. Процесс изоэн-тропийного течения такой термодинамически равновесной системы полностью описывается приведенными в 3-3 уравнениями (3-7) — (3-9), к которым следует присоединить уравнение кривой упругости Т = f (р). Заметим, что система уравнений (3-7) — (3-9) свободна от такого допущения, заложенного в основу вывода зависимости (4-33) — (4-35), как отождествление свойств пара и идеального газа. [c.155]

Поверхностное натяжение и поверхностное давление. Найдем условие равновесия в системе, состоящей из жидкости (I) и пара (II),при r= onst и V= onst. В этом случае удобно воспользоваться свободной энергией как термодинамической функцией. [c.165]

Во-вторых, ограничения пригодны только для таких изменений состояния системы, при которых меняются интенсивные свойства фаз, так как иначе частные производные сопряженных переменных либо тождественно равняются нулю, как, например, (dPjdV)T при равновесии жидкость—пар в однокомпо-нентной системе, либо не существуют (бесконечны), как, например, Ср при температуре плавления индивидуального вещества. В гомогенных системах такие процессы также должны учитываться, что делалось выше при выборе и обосновании знака неравенства (12.29), но они, как нетрудно заметить, не влияют на ограничения (13.9) — (13.11) и другие, которые получаются из (12.29) при условии постоянства хотя бы одной из термодинамических координат системы. Этим исключается влияние процессов, единственным результатом которых было бы изменение массы системы. Так, неравенства (13.9) — (13.11), (13.21) относятся к закрытым системам и для их вывода важно знать значение не полного определителя формы (12.29), а его главных миноров. Последние должны быть определены положительно в термодинамически устойчивой системе (см. примечание на с. 123). [c.128]

Особенностью эволюции природных систем является наличие взаимосвязанных превращений структур разных иерархий, протекающих в различных временных шкалах. Поэтому введены представления о иерархической термодинамической системе как системе, состоящей из иерархических подсистем (взаимосвязанных в порядке структурного или какого-либо другого подчинения и перехода от низшего уровня к высшему), выделенных либо в пространстве, либо по времени установления в этих подсистемах равновесия при релаксации. Простейший пример иерархической пространственно выделенной термодинамической системы - двухфазная система пар - жидкость. Здесь каждая фаза системы - ее подсистема. Простейший пример системы, в которой подсистемы выделяются по временам релаксации, - плазма, включающая подсистемы электронов и ионов. Равновесие в каждой подсистеме последней системы устанавливается сравнигельно быстро, тогда как в системе в целом медленно, поскольку обмен энергией между подсистемами затруднен. В подобных ситуациях говорят о частично равновесных состояниях (равновесие в одной структурной гюдсистеме) и вводят различные температуры подсистем. Указанные примеры тривиальны, и термин иерархия в таких простых случаях не упо фебляется. Однако в более сложных иерархических термодинамических системах, например, биологических, содержащих много подсистем различных типов, удобно говорить о структурной и релаксационной иерархии. Так, [c.23]

Условия (6.16), (6.17) обеспечивают устойчивость равновесия по отношению к небольшим флуктуациям. При больших флуктуациях, когда начинают выступать неучтенные особенности поверхности флуктуационных зародьпией, эти условия оказываются недостаточными. Например, в состояниях переохлажденного пара или перегретой жидкости условия (6.16) выполняются, хогя эти состояния устойчивы только при образовании во время флуктуаций плотности небольших зародышей новой фазы, а при флуктуациях с образованием больших зародышей однородные системы распадаются на две фазы. Это обусловлено особой ролью поверхностной энергии зародышей (которую мы до сих пор не учитывали) при малых каплях образование их приводит к увеличению свободной энергии F системы, поэтому эти капли исчезают при больших зародышах образование их может привести к уменьшению F, что ведет к разделению системы на [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...